大型泵站流道超大体积混凝土施工技术探究

2021-07-28罗敬友

四川水泥 2021年7期

罗敬友

（佛山市禅城区盈浩排水建设管养有限公司，广东佛山 528200）

随着我国经济领域的建设进程逐渐提升，水利工程作为国计民生的基础性工程，其质量监督管理工作也需要重点关注。并且我国水利建设企业正处于如火如荼的发展进程中，怎样在激烈的市场竞争中营造良好的企业形象，发挥优质的建设效果是众多企业孜孜不倦的目标之一。而在提升自身建筑施工实力的过程中，最重要的一点就是要做好施工质量及安全的把控工作，也就是对建筑工程施工现场安全管理力度进行增强，通过采取施工现场安全标准化管理实现自身口碑及竞争力的提升，进而推动自身企业更好发展。

1 工程概况

某闸站是该项目所在地较大的泵站施工项目，其中布置了2台单机流量为30m3/s的竖井灌流泵，该泵站排涝流量共计可达到4780m3/s，达到了大（2）型排涝泵站水准，因此设定该工程为等级为2级，其中涉及到的建筑物等级也被定为2级。该闸站工程的泵室流道高度可达4m，施工面积超过1500m2。根据最终设计图纸将本工程共计分为6块，其中单块最大混凝土体积高达100m3。另外，为了能够保证本工程竣工后达标，因此在实际施工中主要采用了一模到顶的施工方法。

2 施工技术难点

由于本工程流道主要为异形曲面，每个流道的进口段净宽度为10.7m，矩形断面逐渐缩小直到Φ4083mm的圆形断面。技术人员设计在流道中间布置电动机竖井，流道出口位置形状为断面逐渐扩大到10.7m的宽度出口矩形断面，其中中间位置设定了隔墩，以此将流道孔一分为二，扩散角度数为9°，因此本工程施工难度与一般工程相比更大。不仅如此，本工程泵室流道混凝土结构非常复杂，且需浇筑的高度超过了4.0m，同时一次浇筑量达到100m3，需连续进行36h的脚注施工。在对混凝土进行浇筑时主要采用了一模到顶的方式，故而在实际施工中对于施工材料的要求与高大支模架结构体系的设计要求极高。

3 主要施工方法及技术措施

3.1 泵室流道分块和施工工序设计

根据设计师设计想法将整个流道分为6块，施工中选择了对角线法施工顺序，以此确保基地受力达到平衡要求。

3.2 模板和支撑结构体系设计

3.2.1 流道墩强侧向模块设计

本工程流道材料选择的是双面酚醛树脂覆盖面胶合板，厚度为18mm；竖向次楞选择了硬质松方木，规格为50mm*50mm，施工时间距设定为200mm；水平次楞选择了钢管，规格为Φ48mm*3mm，施工时间距设定为450mm；拉筋选择了规格为Φ14mmHPB300的钢筋，水平和竖向间距分别为600mm和450mm。利用拉筋结合抛竿支撑加固的方式进行侧模施工，利用H型钢筋对支撑杆底部进行加固，侧部支撑间距设定为1000mm*1000mm。

（1）新浇混凝土侧压力

根据我国相关规定，在对新浇混凝土对模板侧面形成的压力标准值计算时公式如下[1]：

计算完成后取最小值。

上述公式中F表示的是最大侧压力；γc表示的是混凝土重力密度，本次施工中选取的数值为24kN/m3；t0表示的是混凝土初凝时间，其中其中T（混凝土入模温度为22℃）；β1（外加剂影响下的修正系数）值为1.20；β2（混凝土塌落度影响修正系数）值为1.15；V表示的是混凝土浇筑速度，本次工程施工中为0.06m/h；H代表的是混凝土侧压力计算位置处直到新浇混凝土顶面的总高度，为7.15m。

（2）模板、方木次楞、钢筋主楞强度及挠度验算

根据模板受力分析后发现，针对面板可按照简支跨计算强度及挠度，另外次楞可以按照二等跨连续梁计算强度及挠度；钢筋主楞则按照三等跨连续梁计算强度及挠度，计算公式如下所示[2-3]：

在上述公式中σ代表的是构件抗弯强度值；M代表最大弯矩；W代表净截面地抗矩；［f］则表示构件抗弯强度设计值；E表示的是弹性模量；v表示的是最大挠度值；［v］则表示的是允许内的挠度值；l代表计算跨度。

（3）验算管道斜支撑

在对管道斜支撑的抗压强度和稳定性进行验算时本工程主要采用的是分析计算法。

3.2.2 流道承重模板支撑体系设计

本工程中的立杆采用的都是圆钢管，型号为Φ48*3，纵横向间距值都是500mm；水平杆距离为1200mm；模板、次楞及主楞选材和规格上文均提及，此处不再说明。模板设计图纸详见下图1：

图1 模板设计平面图

（1）验算模板

在对模板进行验算时主要按照的是三等跨连续梁，宽度选择1m计算，公式如下所示[4-5]：

（2）验算主楞、次楞

在进行次楞计算时选择了按照二等跨连续梁，主楞计算时按照了三等跨连续梁。由于本工程中可调托座内的主楞根数有2个，因此在对主楞进行验算时不均匀系数设定为0.60，计算公式与模板验算公式相同。

（3）验算立杆

上述公式中，l0表示的是立杆计算长度；i表示的是立杆截面回转半径；Nut表示的是段立杆轴向定力设计值；σ表示的是轴心受压立杆稳定系数；φ表示的是轴心受压立杆稳定系数；A代表的是立杆横截面积；KH说明的是高度调整系数；[f]代表的是钢材抗压强度设计值。

3.3 混凝土浇筑及养护

3.3.1 控制速率做到分层浇筑

在进行混凝土浇筑时相关工作人员应当做到分层均匀对称提升，以此确保流道两侧的混凝土保持压力平衡，同时注意上升速度，最佳上升速度为30-40cm/h以内，从而有效规避混凝土浇筑对渐变圆弧段模板形成较大上浮力，进而对模板支撑体系的稳定性造成影响。在对上下层间隔时间进行控制时要低于混凝土初凝时间，避免混凝土出现施工缝。

3.3.2 入仓和浇筑

由于流道墩墙高度过高，钢筋会对混凝土入仓形成影响，因此工作人员在对顶层钢筋进行布置时适当预留了洞口，从而方便了导管插入，有效规避了混凝土出现离析现象。另外由于本工程中渐变段异型曲面模板下方的两侧都有三角区域，该区域混凝土到达较难，因此在施工中决定采用粒径较小并且高流动性的混凝土进行区域填充，同时使用细小振动棒进行振捣。

3.3.3 振捣和养护

第一层混凝土初凝之前就进行第二层混凝土浇筑，振捣时将振动棒插入混凝土层约50mm，确保两层混凝土的接触区域具有良好的密实度，避免出现施工冷缝问题。灌注相应混凝土后及时对混凝土表面的泌水进行排除。混凝土全部灌注完成后使用抹刀磨平混凝土，凝固前两次收浆工作均采用人工压抹，本次施工人工压抹2次，从而最大程度减少混凝土表面收缩裂纹。混凝土浇筑完成后的12h内要覆盖两层复合土工膜，并对混凝土进行适当洒水确保表面湿润，温度达标。

3.4 温度防裂措施

在针对大体积混凝土进行温度控制过程中，本工程工作人员深刻根据工程所在地气温、混凝土结构尺寸和内部温度、混凝土配合比等条件进行。本次针对大体积混凝土控温过程中主要采用了以下几种措施：

（1）根据混凝土结构形状及部位的差异性对温控指标进行分析。

（2）选择低水化热以及含碱量低的混凝土，同时掺入粉煤灰，以此有效降低混凝土中的水泥使用量，并且在混凝土中加入膨胀剂及防裂纤维。

（3）预埋规格为φ42.5*2.6mm的冷却水钢管以及测温设备，在进行混凝土浇筑时对其内外部温度进行监控，同时采用通水冷却方式降温，水温控制在了16℃以下。在进行高温季节施工时主要采用了制冷剂对降低水温，本工程用了10d降温，前2d水流量控制在50m3/d，之后逐渐减小水流量。最大程度降低混凝土温度上升速度，缓解混凝土最高温度出现，间隔一定时间调整冷却水方向，另外本工程中没有对冷却水进行循环利用。低温季节施工期加强了对混凝土的表面保温工作，在流道进出口位置悬挂了挡风帘子。